シフトバイワイヤシステム
【課題】簡単な構成で、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能なシフトバイワイヤシステムを提供する。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、車両電源がオンしたとき、目標レンジが「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。この状態において、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者による最初のシフトレンジ切替では、ＰレンジまたはＤレンジへの切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータ３０の回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求がＤレンジへの切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【解決手段】ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、車両電源がオンしたとき、目標レンジが「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。この状態において、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、運転者による最初のシフトレンジ切替では、ＰレンジまたはＤレンジへの切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータ３０の回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求がＤレンジへの切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両制御の分野において、車両状態を変化させるアクチュエータを車両の運転者の指令によってバイワイヤ制御回路により電気制御するバイワイヤシステムが実用化されている。例えば、運転者の指令によって車両の自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが知られている。シフトバイワイヤシステムでは、例えば電動のアクチュエータを回転させて自動変速機の変速機構部を駆動することによりシフトレンジを切り替える。ここで用いられるアクチュエータは、高速で回転するモータ部、および当該モータ部の回転を減速して出力する減速部を有している。また、モータ部としてＳＲモータ等のブラシレスモータを採用する場合、アクチュエータには、モータ部の回転角の変化分に応じたパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダが設けられることが一般的である。このエンコーダによりモータ部の最適な励磁通電制御が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２４８２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アクチュエータの回転により自動変速機の変速機構部を正確に駆動するには、アクチュエータの減速部の出力軸の絶対的な回転位置（絶対位置）を検出し、検出した絶対位置に基づきアクチュエータを回転させる必要がある。出力軸の絶対位置を検出する方法としては、非接触式であれば、出力軸上にリニア出力センサ、または、出力軸の回転角の絶対値を出力するアブソリュート型のエンコーダを設定する方法が考えられる。接触式であれば、出力軸上に従来自動変速機等に搭載されているニュートラルスイッチ等を設定する方法が考えられる。また、アクチュエータのモータ部上に多回転対応のアブソリュート型のエンコーダを設定することによっても出力軸の絶対位置を検出可能である。
【０００５】
しかしながら、接触式の場合、信頼性および耐久性の面で劣ることと、出力軸の回転位置を検出できても回転角までは検出できないため、シフトバイワイヤシステムで採用するのはフェイルセーフ上、望ましくない。また、アブソリュート型のエンコーダは、構造が複雑でコストが高く、多回転対応の場合はさらにその傾向がある。また、リニア出力センサも比較的コスト高の傾向がある。
【０００６】
特許文献１には、駐車用のレンジである「Ｐレンジ」、または、Ｐレンジ以外のレンジである「非Ｐレンジ」のいずれかにシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが開示されている。このシフトバイワイヤシステムでは、モータ部の励磁通電制御用のインクリメンタル型のエンコーダのみを用いて、アクチュエータの出力軸の絶対位置に対応する基準位置を学習し、学習した基準位置と所定回転量とに基づき、出力軸の絶対位置を設定および検出している。このように、出力軸の絶対位置を検出するのにインクリメンタル型のエンコーダのみを用いることで、システムの低コスト化を図っている。
【０００７】
特許文献１のシフトバイワイヤシステムは、車両電源がオンしたとき、自動変速機のシフトレンジの両端レンジ（Ｐレンジまたは非Ｐレンジ）のうち少なくとも一方（出力軸の絶対位置）に対応する基準位置を学習する。ここで、Ｐレンジまたは非Ｐレンジのどちらの基準位置を学習するかについては、車両電源がオンしたときの車両の状態（車速）に応じて決定している。これにより、車両電源の瞬断後の電源復帰（電源オン）時においても安全かつ速やかに車両を通常の制御状態に戻すことを可能としている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は自動変速機のシフトレンジが２つ（Ｐレンジおよび非Ｐレンジ）であることを前提としているため、当該技術を、例えば「Ｐレンジ（両端レンジのうちの一方）、後進用のレンジであるＲレンジ、中立のレンジであるＮレンジ、および、前進用のレンジであるＤレンジ（両端レンジのうちの他方）の４つのレンジを含む自動変速機」の切り替え制御にそのまま適用した場合、様々な問題が生じるおそれがある。例えば実レンジがＮレンジのとき（車輪に駆動トルクが伝達されていない状態のとき）に車両電源の瞬断が生じ、その後、電源が復帰した場合、学習制御によってシフトレンジがＤレンジまたはＰレンジに入ることにより車両が突然前進または（後進および）停止するため、運転者に危険や不安を感じさせるおそれがある。また、例えば実レンジがＲレンジのとき（後進時）に車両電源の瞬断が生じ、その後、電源が復帰した場合、学習制御によってシフトレンジがＤレンジまたはＰレンジに入ることにより車両が突然前進（逆走）または停止するため、運転者に危険や不安を感じさせるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能なシフトバイワイヤシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、アクチュエータとディテントプレートとディテントスプリングと制御部とを備える。アクチュエータは、電力により回転するモータ部、当該モータ部の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダ、および、モータ部の回転を減速して出力する減速部を有する。ディテントプレートは、アクチュエータの減速部に接続するよう設けられることでアクチュエータにより回転駆動され、第１凹部、第２凹部および複数の中間凹部を有する。第１凹部は、ディテントプレートの回転方向の一方側に形成されている。第２凹部は、ディテントプレートの回転方向の他方側に形成されている。複数の中間凹部は、第１凹部と第２凹部との間に形成されている。ディテントスプリングは、規制部を有し、当該規制部が第１凹部、複数の中間凹部または第２凹部に嵌り込むことでディテントプレートの回転を規制することにより、自動変速機のシフトレンジを固定可能である。制御部は、シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する目標レンジ決定手段を有し、自動変速機のシフトレンジが、目標レンジ決定手段により決定された目標レンジとなるようアクチュエータの回転を制御する。より具体的には、目標レンジ決定手段は、シフト選択手段の信号、ブレーキ信号および車速信号等に基づき目標レンジを決定する。
【００１１】
ここで、第１凹部は、駐車用のレンジであるＰレンジに対応している。また、第１凹部は、第２凹部とは反対側に第１壁を有している。第２凹部は、前進用のレンジである「Ｄレンジまたは最低速段レンジ」に対応している。また、第２凹部は、第１凹部とは反対側に第２壁を有している。複数の中間凹部は、それぞれ、後進用のレンジであるＲレンジ、中立のレンジであるＮレンジ、または、「最低速段レンジ以外の前進用のレンジ」に対応している。
【００１２】
制御部は、第１位置学習手段および第２位置学習手段を有している。第１位置学習手段は、第１凹部の第１壁にディテントスプリングの規制部が当接することによってアクチュエータの回転が規制される方向にアクチュエータを回転させ、このときエンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最小値または最大値が所定時間変化しない状態を検出することにより、Ｐレンジに対応するアクチュエータの第１基準位置を学習する。第２位置学習手段は、第２凹部の第２壁にディテントスプリングの規制部が当接することによってアクチュエータの回転が規制される方向にアクチュエータを回転させ、このときエンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最大値または最小値が所定時間変化しない状態を検出することにより、Ｄレンジまたは最低速段レンジに対応するアクチュエータの第２基準位置を学習する。
【００１３】
制御部は、第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、例えば、予め記憶されている複数の所定値（第１基準位置または第２基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのアクチュエータの回転量を示す所定値）と第１基準位置または第２基準位置とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータの回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータを回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００１４】
本発明では、制御部は、例えば実レンジがＰレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジがＰレンジであった場合、第１位置学習手段により第１基準位置を学習する。通常、実レンジがＰレンジのとき、車両は停止した状態であると考えられる。そのため、このとき、例えば車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第１基準位置の学習が開始されても実レンジはＰレンジのまま（車両は停止状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００１５】
また、制御部は、例えば実レンジがＤレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが「第２凹部に対応するレンジ」であった場合、第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。通常、実レンジが「第２凹部に対応するレンジ（Ｄレンジまたは最低速段レンジ）」のときは車両は走行（前進）状態であると考えられる。そのため、このとき、車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第２基準位置の学習が開始されても、実レンジはＤレンジまたは最低速段レンジのまま（車両は走行状態を維持したまま）なので、安全に、第２基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００１６】
また、制御部は、例えば実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータを駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。この状態において、制御部は、運転者による最初のシフトレンジ切替では、Ｐレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータの回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求が「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【００１７】
上記構成により、本発明では、車両電源が瞬断する前の実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジであった場合は、瞬断後の電源復帰時、第１基準位置または第２基準位置の学習を行うことなく、瞬断前の実レンジを維持する。そのため、例えば自動変速機のシフトレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジの４つのレンジからなる車両（第１凹部がＰレンジに対応、第２凹部がＤレンジに対応）において、実レンジがＮレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＮレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに移行するときＲレンジを通過する際に不意の後進トルクが発生する」、「走行中に突然Ｐレンジに入ることによりパーキングロック機構のラチェッティングを引き起こしパーキングロック機構が損傷する、もしくは、低速走行中であれば突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り不意の前進トルクが発生する」といった事態を防ぐことができる。また、例えば実レンジがＲレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＲレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに入り突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り車両が逆走する」といった事態を防ぐことができる。
【００１８】
このように、本発明によるシフトバイワイヤシステムは、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能である。また、本発明では、アクチュエータの回転位置を検出するのにインクリメンタル型のエンコーダを用いているため、システム全体の構成を簡単にすることができる。よって、シフトバイワイヤシステムの小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、Ｐレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知する通知手段をさらに備えている。本発明では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、通知手段により、Ｐレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知することで運転者の混乱を回避できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへの切替要求があった場合、『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告する警告手段をさらに備えている。本発明では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、運転者から『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへの切替要求があった場合、警告手段により、『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告することで運転者の混乱を回避できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、制御部は、記憶手段および電源オン時目標レンジ設定手段をさらに有する。記憶手段は、車両電源がオフしたときのアクチュエータの状態および実レンジを記憶する。電源オン時目標レンジ設定手段は、車両電源がオンしたとき、記憶手段で記憶されたアクチュエータの状態が「停止状態」であった場合、目標レンジとして「記憶手段で記憶された実レンジ」を設定し、記憶手段で記憶されたアクチュエータの状態が「作動状態」であった場合、目標レンジとして「不定」を設定する。
本発明では、電源オン時目標レンジ設定手段によって、車両電源オフ時のアクチュエータの作動状態に基づき、車両電源がオンしたときの目標レンジを設定するため、シフトレンジ切替途中における車両電源瞬断後の電源オン時の目標レンジと実レンジとのアンマッチを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを含む車両制御システムを示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムのアクチュエータを示す断面図。
【図３】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムの変速機構部およびその近傍を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムのディテントプレートを示す図。
【図５】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムによるアクチュエータの回転位置の学習に関する処理フローを示す図。
【図６】図５の処理フローのサブ処理フローを示す図。
【図７】本発明の第２実施形態によるシフトバイワイヤシステムのディテントプレートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の複数の実施形態によるシフトバイワイヤシステムを図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、以下の説明では、電子制御ユニットを「ＥＣＵ」と略記する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステム３を含む車両制御システム１を示している。例えば四輪の車両に搭載される車両制御システム１は、自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３、エンジン制御システム４および統合ＥＣＵ１０などから構成されている。
【００２４】
自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３およびエンジン制御システム４は、それぞれＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４を有している。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、いずれもマイクロコンピュータを主体に構成された電気回路である。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、それぞれ車内のＬＡＮ回線１７を経由して電気的または光学的に相互に接続されている。また、ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、ＥＣ−ＥＣＵ１４および統合ＥＣＵ１０は、車両の電源であるバッテリ１８に電気的に接続されており、このバッテリ１８から供給された電力によって作動する。統合ＥＣＵ１０は、上述のＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４と共同して車両制御システム１全体を制御する。本実施形態において、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲の「制御部」に対応する。
【００２５】
自動変速機制御システム２は、車両の自動変速機２０を油圧により駆動する。自動変速機制御システム２は、自動変速機２０のシフトレンジおよび変速段を切り替える油圧回路２１を備えている。本実施形態では、自動変速機２０には、走行レンジとして前進用のレンジであるＤレンジおよび後進用のレンジであるＲレンジと、非走行レンジとして駐車用のレンジであるＰレンジおよび中立のレンジであるＮレンジとが設定されている。油圧回路２１は、レンジ位置選択機構としてのスプールバルブであるマニュアルバルブ２２を有している。マニュアルバルブ２２は、軸方向へ移動することにより、油圧回路２１を切り替える。マニュアルバルブ２２が油圧回路２１を切り替えることにより、自動変速機２０は上記のシフトレンジのいずれかに設定される。自動変速機２０は、いずれかのシフトレンジで締結する複数の摩擦係合要素を備えている。油圧回路２１に設置されている複数の電磁弁２３は、対応する摩擦係合要素を油圧により駆動する。これにより、各摩擦係合要素は、電磁弁２３から供給される油圧によって締結または解放される。
【００２６】
ＡＴ−ＥＣＵ１２は、油圧回路２１の電磁弁２３などの電気要素に電気的に接続されている。これにより、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、各電磁弁２３からの出力油圧を電気的に制御する。ＡＴ−ＥＣＵ１２によって電磁弁２３からの出力油圧を制御することにより、自動変速機２０の各摩擦係合要素は締結または解放される。また、本実施形態の場合、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、例えば自動変速機２０の出力軸の回転数などから車両の速度を検出する車速センサ２４と電気的に接続している。ＡＴ−ＥＣＵ１２は、車速センサ２４から出力された検出信号を受信して車速を検出し、各電磁弁２３を制御する。
【００２７】
シフトバイワイヤシステム３は、自動変速機制御システム２のマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０（図３）を駆動するアクチュエータ３０、および、変速機構部３１等を備えている。なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトバイワイヤシステム３を構成する要素の１つである。電磁駆動式のアクチュエータ３０は、モータ部３２、エンコーダ３４および減速部３３などを有している。
ここで、アクチュエータ３０について説明する。本実施形態では、モータ部３２は、スイッチトリラクタンス（ＳＲ）モータであり、永久磁石を用いることなく駆動力を発生するブラシレスモータである。図２に示すように、モータ部３２は、回転方向に配列された複数のコイル３６が嵌合されているステータ３５を有している。また、モータ部３２は、ステータ３５の内側にロータ３７を有している。ロータ３７は、中心部に軸部材３８を有し、アクチュエータ３０のハウジングに回転可能に支持されている。
【００２８】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２の複数のコイル３６に所定のタイミングで順次通電し、ロータ３７および軸部材３８を回転させる。
本実施形態では、エンコーダ３４は、アクチュエータ３０のハウジング内に設けられている。エンコーダ３４は、ロータ３７と一体に回転する磁石と、ハウジングに固定された基板に実装され、磁石と対向配置されて磁石における磁束発生部の通過を検出する、磁気検出用のホールＩＣ等により構成されている。エンコーダ３４は、モータ部３２（ロータ３７）の回転角の変化分に応じてパルス信号を出力する。
【００２９】
上述のように、本実施形態でのエンコーダ３４は、モータ部３２の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダである。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じてカウント用の値（カウント値）を減少（カウントダウン）または増大（カウントアップ）させる。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２（ロータ３７）の回転状態を検出可能である。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４によってモータ部３２の回転状態を検出することにより、モータ部３２を脱調させることなく高速回転させることができる。なお、車両電源のオン毎（シフトバイワイヤシステム３の起動毎）に、モータ部３２の励磁通電相学習（エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じたカウント値と通電相の同期）のための初期駆動制御が行われる。この初期駆動制御により、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。
減速部３３は、モータ部３２（軸部材３８）の回転運動を減速して変速機構部３１に伝達する。変速機構部３１は、減速部３３から出力された回転駆動力をマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０へ伝達する。
【００３０】
変速機構部３１は、図３に示すようにマニュアルシャフト５１、ディテントプレート５２およびディテントスプリング５５などを有している。マニュアルシャフト５１は、アクチュエータ３０の減速部３３に接続し、モータ部３２の回転駆動力によって回転駆動される。ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１から径方向外側に伸びてマニュアルシャフト５１と一体に構成されている。これにより、ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１と一体にアクチュエータ３０によって回転駆動される。ディテントプレート５２には、マニュアルシャフト５１と平行に突出するピン５４が設置されている。ピン５４は、マニュアルバルブ２２と接続している。その結果、ディテントプレート５２がマニュアルシャフト５１とともに回転することにより、マニュアルバルブ２２は軸方向へ往復移動する。すなわち、変速機構部３１は、アクチュエータ３０の回転駆動力を直線運動に変換してマニュアルバルブ２２に伝達する。
【００３１】
ディテントプレート５２は、図４に示すように、マニュアルシャフト５１の径方向外側に第１凹部６１、中間凹部６２、中間凹部６３、第２凹部６４を有している。第１凹部６１は、ディテントプレート５２の回転方向の一方側に形成されている。第２凹部６４は、ディテントプレート５２の回転方向の他方側に形成されている。中間凹部６２および中間凹部６３は、第１凹部６１と第２凹部６４との間に形成されている。
【００３２】
本実施形態では、第１凹部６１は、自動変速機２０のシフトレンジである「Ｐレンジ」に対応して形成されている。また、第１凹部６１は、第２凹部６４とは反対側に第１壁６５を有している。中間凹部６２は、「Ｒレンジ」に対応して形成されている。中間凹部６３は、「Ｎレンジ」に対応して形成されている。第２凹部６４は、「Ｄレンジ」に対応して形成されている。また、第２凹部６４は、第１凹部６１とは反対側に第２壁６６を有している。
【００３３】
ディテントスプリング５５は、先端に規制部としてのディテントローラ５３を有している。マニュアルシャフト５１を経由してディテントプレート５２に回転方向の所定の力が加わると、ディテントローラ５３は図４に示すように各凹部６１〜６４間に形成される凸部を乗り越えて隣接する他の凹部６１〜６４へ移動する。その結果、アクチュエータ３０によってマニュアルシャフト５１を回転させることにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が変化し、自動変速機２０のシフトレンジが変更される。
【００３４】
ディテントローラ５３が第１凹部６１、中間凹部６２、中間凹部６３、第２凹部６４のいずれかに嵌り込むことでディテントプレート５２の回転を規制することにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が決定される。これにより、自動変速機２０のシフトレンジが固定される。
本実施形態では、図４に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、正回転方向と定義している。一方、シフトレンジが「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」および「Ｐレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、逆回転方向と定義している。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態では、ディテントプレート５２の回転可能範囲は、第１壁６５とディテントローラ５３とが当接する位置から、第２壁６６とディテントローラ５３とが当接する位置までの範囲となる。ただし、図４に示す回転可能範囲はディテントローラ５３との関係におけるディテントプレート５２の回転可能範囲のため、ディテントスプリング５５の撓み量、伸び量、およびマニュアルシャフト５１の捩れ量等を含めると、ディテントプレート５２の絶対的な回転可能範囲は、図４に示す回転可能範囲よりも大きくなる。
【００３６】
図３は、シフトレンジが「Ｄレンジ」であるとき、すなわち、「Ｐレンジ」以外のレンジであるときのパーキングロック機構７０の状態を示している。この状態では、パーキングギア７４は、パーキングロックポール７３によってロックされていない。そのため、車両の車輪の回転は妨げられない。この状態から、アクチュエータ３０の減速部３３が逆回転方向に回転すると、ディテントプレート５２を介してロッド７１が図３に示す矢印Ｘの方向に押され、ロッド７１の先端に設けられたテーパ部７２がパーキングロックポール７３を図３に示す矢印Ｙの方向に押し上げる。その結果、パーキングロックポール７３がパーキングギア７４に噛み合い、パーキングギア７４がロックされる。その結果、車輪の回転が規制された状態となる。このとき、ディテントスプリング５５のディテントローラ５３はディテントプレート５２の第１凹部６１に嵌り込んだ状態であり、自動変速機２０の実際のレンジ（以下、「実レンジ」という。）は「Ｐレンジ」である。
【００３７】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０のモータ部３２およびエンコーダ３４、ならびに、シフト選択手段としてのレンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６等に電気的に接続している。
セレクタセンサ４６は、車両の運転者がレンジセレクタ４５を操作することにより指令したレンジ（以下、「指令レンジ」という。）を検出する。セレクタセンサ４６は、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３へ出力する。
【００３８】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、セレクタセンサ４６から出力された指令レンジに関する信号に基づき、目標レンジを決定する。より具体的には、本実施形態では、セレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき目標レンジを決定する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「目標レンジ決定手段」として機能する。
【００３９】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジが、目標レンジ決定手段により決定された目標レンジとなるようアクチュエータ３０の回転を制御する。これにより、自動変速機２０の実レンジが、運転者の意図するレンジに切り替わる。
【００４０】
本実施形態のエンコーダ３４は、インクリメンタル型のエンコーダのため、モータ部３２の相対的な回転位置しか検出することができない。そのため、アクチュエータ３０を回転させることでシフトレンジを所望のレンジに切り替えるにあたっては、アクチュエータ３０の減速部３３の絶対位置に対応する基準位置を学習しておく必要がある。アクチュエータ３０の基準位置を学習した後は、学習した基準位置と所定回転量（制御定数。後述の第１所定値および第２所定値。）とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ディテントプレート５２の回転可能範囲の端部（ＰレンジまたはＤレンジ）に対応するアクチュエータ３０の基準位置を学習する。
【００４１】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、基準位置を学習した後においては、当該基準位置と、所定回転量と、エンコーダ３４からのパルス信号のカウント値（モータ部３２の回転位置）とに基づく演算により、そのときの実レンジを間接的に検出することができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、検出した実レンジの情報を、統合ＥＣＵ１０を経由して、車両の運転席前方に設けられた表示装置４７に表示する。これにより、運転者は、その時点の実レンジを確認することができる。
本実施形態では、図４に示す各シフトレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）のそれぞれの範囲内にディテントローラ５３の中心が位置するときのモータ部３２の回転位置に基づき、対応する実レンジを検出可能である。上述の「アクチュエータ３０の基準位置の学習」については、後に詳述する。
【００４２】
ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の内燃機関（以下、「エンジン」という。）４０のスロットル４１、インジェクタ４２、およびアクセルペダル４３のアクセルセンサ４４に電気的に接続している。スロットル４１は、エンジン４０の吸気通路を流れる吸気の流量を調整する。インジェクタ４２は、エンジン４０の吸気通路または各気筒へ噴射する燃料の量を調整する。アクセルセンサ４４は、車両の運転者によるアクセルペダル４３の操作量を検出し、検出した信号をＥＣ−ＥＣＵ１４に出力する。このような構成により、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の運転者によってアクセルペダル４３が操作されると、その操作に基づいてスロットル４１およびインジェクタ４２などを電気的に制御する。その結果、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、エンジン４０の回転数および出力トルクを調整する。
【００４３】
次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による「アクチュエータ３０の基準位置の学習」について説明する。本実施形態では、アクチュエータ３０の基準位置の学習としては、第１基準位置の学習および第２基準位置の学習を実施することを想定している。ここで、第１基準位置とは、図４に示すようにディテントスプリング５５のディテントローラ５３が第１凹部６１の第１壁６５に当接した状態におけるアクチュエータ３０の回転位置のことであり、シフトレンジのうちＰレンジに対応する位置である。また、第２基準位置とは、ディテントローラ５３が第２凹部６４の第２壁６６に当接した状態におけるアクチュエータ３０の回転位置のことであり、シフトレンジのうちＤレンジに対応する位置である。
【００４４】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１基準位置の学習を行うとき、まず、第１凹部６１の第１壁６５にディテントスプリング５５のディテントローラ５３が当接することによってアクチュエータ３０の回転が規制される方向、すなわち、逆回転方向にアクチュエータ３０を回転させる（図４参照）。これにより、ディテントローラ５３が第１壁６５に当接するとともに押されることによって、ディテントスプリング５５が撓み始める。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号のカウント値の最小値または最大値が所定時間変化しない状態を検出することにより、ディテントプレート５２およびアクチュエータ３０（モータ部３２）の回転が停止したと判定する。前記カウント値の最小値または最大値のいずれを監視するかは、エンコーダ３４の特性に応じて設定される。いずれにしても最小値または最大値が所定時間変化しないことは、ディテントプレート５２が動かなくなった状態を示す。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、このときのカウント値を、アクチュエータ３０の第１基準位置に対応する値として、記憶部１５（図１参照）のうち例えばＲＡＭ等の揮発性メモリに記憶する。これにより、アクチュエータ３０の第１基準位置の学習が完了する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「第１位置学習手段」として機能する。
【００４５】
記憶部１５には、予め、第１基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのモータ部３２の回転量を示す複数の所定値（以下、「第１所定値」という。）が記憶されている。そのため、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１位置学習手段により第１基準位置の学習をした後においては、第１基準位置と各第１所定値とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる「通常制御状態」になる。
【００４６】
一方、第２基準位置の学習を行うとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、まず、第２凹部６４の第２壁６６にディテントスプリング５５のディテントローラ５３が当接することによってアクチュエータ３０の回転が規制される方向、すなわち、正回転方向にアクチュエータ３０を回転させる（図４参照）。これにより、ディテントローラ５３が第２壁６６に当接するとともに引っ張られることによって、ディテントスプリング５５が伸び始める。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号のカウント値の最大値または最小値が所定時間変化しない状態を検出することにより、ディテントプレート５２およびアクチュエータ３０の回転が停止したと判定する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、このときのカウント値を、アクチュエータ３０の第２基準位置に対応する値として、記憶部１５のうち例えばＲＡＭ等の揮発性メモリに記憶する。これにより、アクチュエータ３０の第２基準位置の学習が完了する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「第２位置学習手段」として機能する。
【００４７】
記憶部１５には、予め、第２基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのモータ部３２の回転量を示す複数の所定値（以下、「第２所定値」という。）が記憶されている。そのため、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第２位置学習手段により第２基準位置の学習をした後においては、第２基準位置と各第２所定値とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる「通常制御状態」になる。
【００４８】
上述のように、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１位置学習または第２位置学習を行うことにより、以降、シフトバイワイヤシステム３の通常制御（運転者からの指令レンジに基づき実レンジを変更する制御）が可能な状態（通常制御状態）となる。なお、第１所定値および第２所定値は、設計値であり、ディテントプレート５２の各凹部間の角度、各係合部材間のあそび、ならびに、ディテントスプリング５５の撓み量および伸び量等を考慮して設定されている。また、第１所定値および第２所定値は、記憶部１５のうち例えばＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶されているため、記憶部１５への車両電源の供給が絶たれても消去されることはない。
【００４９】
上述のように、本実施形態では、エンコーダ３４によってはアクチュエータ３０の絶対的な回転位置を検出できないものの、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３が第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、第１基準位置または第２基準位置と第１所定値または第２所定値とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００５０】
次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による「アクチュエータ３０の基準位置の学習」に関する処理について、図５および６に示す処理フローに基づき説明する。
図５に示すように、Ｓ１０１では、車両電源がオンすることにより、車両制御システム１に電源が投入される。ここで、車両電源がオンする場合としては、「運転者が車両を停車し例えばイグニッションキーにより意識的に車両電源をオフし、その後、再びイグニッションキーによりオン（正常オン）する場合」および「運転者の意思とは関係なく何らかの不具合等により車両電源がオフし、再び自動でオン（瞬断後オン）する場合」を含む。
【００５１】
Ｓ１０１に続くＳ２００では、車両電源がオンしたときの目標レンジを設定する。Ｓ２００の一連の処理を図６に示す。
Ｓ２０１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０が停止状態であったか否かを判断する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、前回車両電源がオフしたときに記憶済みであった「アクチュエータ３０の状態」を参照することにより、前記判断を行う。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、記憶済みの「アクチュエータ３０の状態」が「停止状態」であった場合「前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は停止状態であった」と判断し、記憶済みの「アクチュエータ３０の状態」が「作動状態」であった場合「前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は停止状態ではなかった（作動状態であった）」と判断する。なお、車両電源がオフするときの「アクチュエータ３０の状態」を記憶する処理については、後述のＳ１０６で説明する。
【００５２】
前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は停止状態であったと判断した場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、処理はＳ２０２へ移行する。一方、前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は作動状態であったと判断した場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、処理はＳ２０３へ移行する。
Ｓ２０２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジとして、前回車両電源がオフしたときに記憶済みであった「実レンジ」を設定する。なお、車両電源がオフするときの「実レンジ」を記憶する処理については、後述のＳ１０７で説明する。
【００５３】
Ｓ２０３では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジとして「不定」を設定する。ここで、目標レンジが「不定」であるとは、目標レンジとしていずれのレンジも定まっていないことを示す。
Ｓ２０２またはＳ２０３の後、図６に示すＳ２００の処理（車両電源がオンしたときの目標レンジを設定する処理）を抜ける。Ｓ２００の処理を抜けると、処理は図５に示すＳ１０２に移行する。
【００５４】
Ｓ１０２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジがＰレンジ（第１凹部６１に対応するレンジ）か否かを判断する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｓ２０２またはＳ２０３で設定した目標レンジの値を参照することにより当該判断を行う。目標レンジはＰレンジであると判断した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理はＳ１０３へ移行する。一方、目標レンジはＰレンジではない（「不定」を含む）と判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理はＳ１１０へ移行する。
【００５５】
Ｓ１０３では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の初期駆動制御を行う。これにより、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。Ｓ１０３の後、処理はＳ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１位置学習手段として機能し、アクチュエータ３０の第１基準位置を学習する。Ｓ１０４の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００５６】
Ｓ１１０では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジがＤレンジ（第２凹部６４に対応するレンジ）か否かを判断する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｓ２０２またはＳ２０３で設定した目標レンジの値を参照することにより当該判断を行う。目標レンジはＤレンジであると判断した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、処理はＳ１１１へ移行する。一方、目標レンジはＤレンジではない（「不定」を含む）と判断した場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、処理はＳ１２０へ移行する。
【００５７】
Ｓ１１１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の初期駆動制御を行う。これにより、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。Ｓ１１１の後、処理はＳ１１２へ移行する。
Ｓ１１２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第２位置学習手段として機能し、アクチュエータ３０の第２基準位置を学習する。Ｓ１１２の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００５８】
Ｓ１２０では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持（レンジホールド）する。また、このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、統合ＥＣＵ１０を経由して、「ＰレンジまたはＤレンジへの切替要求のみを受け付け可能であること」を、表示装置４７に表示することにより運転者に通知する。なお、ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、統合ＥＣＵ１０に接続されたスピーカ４８（図１参照）により、「ＰレンジまたはＤレンジへの切替要求のみを受け付け可能であること」を音声で運転者に通知してもよい。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０、表示装置４７およびスピーカ４８は、特許請求の範囲における「通知手段」として機能する。
【００５９】
また、Ｓ１２０において、セレクタセンサ４６からの信号に基づき、運転者から「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジへの切替要求があったと判断した場合、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、スピーカ４８により『「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジへは切替不可であること』を運転者に警告する。なお、ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、表示装置４７への表示により『「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジへは切替不可であること』を運転者に警告してもよい。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０、スピーカ４８および表示装置４７は、特許請求の範囲における「警告手段」として機能する。
【００６０】
Ｓ１２１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、セレクタセンサ４６からの信号に基づき、運転者からＰレンジまたはＤレンジへの切替要求があったか否かを判断する。運転者からＰレンジまたはＤレンジへの切替要求があったと判断した場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、処理はＳ１２２へ移行する。一方、運転者からＰレンジまたはＤレンジへの切替要求がない場合（Ｓ１２１：ＮＯ）、処理はＳ１２０へ戻る。
【００６１】
Ｓ１２２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジとして、Ｓ１２１で切替要求があったレンジ、すなわち、ＰレンジまたはＤレンジを設定する。なお、このとき設定される目標レンジは、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３が「目標レンジ決定手段」として機能することにより、セレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき決定される。Ｓ１２２の後、処理はＳ１０２へ戻る。
【００６２】
Ｓ１０４またはＳ１１２の後のＳ１０５では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトバイワイヤシステム３（アクチュエータ３０）の通常制御を行う。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、記憶部１５に記憶されている第１所定値とＳ１０４で学習した第１基準位置とから、または、記憶部１５に記憶されている第２所定値とＳ１１２で学習した第２基準位置とから、各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を都度演算し、演算した回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させる。通常制御では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、「目標レンジ決定手段」として機能することによりセレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき目標レンジを決定し、自動変速機２０のシフトレンジが、決定した目標レンジとなるようアクチュエータ３０の回転を制御する。
【００６３】
Ｓ１０６では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、そのときのアクチュエータ３０の状態を記憶部１５に記憶する。具体的には、アクチュエータ３０の状態が「停止状態」から「作動状態」へ移行したタイミング、または、「作動状態」から「停止状態」へ移行したタイミングで、記憶部１５に記憶した「アクチュエータ３０の状態」（の値）を「作動状態」または「停止状態」に書き換える。ここで、「アクチュエータ３０の状態」は、記憶部１５のうち例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されるため、記憶部１５への電源の供給が絶たれても消去されることはない。なお、ここで最後に記憶した「アクチュエータ３０の状態」は、次回車両電源がオンした後（上述のＳ２０１）の処理において、車両電源オフ時の「アクチュエータ３０の状態」として参照される。
【００６４】
Ｓ１０７では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１基準位置または第２基準位置と、第１所定値または第２所定値と、エンコーダ３４からのパルス信号のカウント値（モータ部３２の回転位置）とに基づく演算により、そのときの実レンジを常時検出し、当該実レンジを記憶部１５に記憶する。具体的には、アクチュエータ３０の回転によって実レンジが切り替わる度に、記憶部１５に記憶した「実レンジ」（の値）を書き換える。ここで、「実レンジ」は、記憶部１５のうち例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されるため、記憶部１５への電源の供給が絶たれても消去されることはない。なお、ここで最後に記憶した「実レンジ」（の値）は、次回車両電源がオンした後（上述のＳ２０２）の処理において、車両電源オフ時の「実レンジ」として参照される。
【００６５】
Ｓ１０８で車両電源がオフすると、図５に示す一連の処理は終了する。ここで、車両電源がオフする場合としては、「運転者が車両を停車し例えばイグニッションキーにより意識的に車両電源をオフ（正常オフ）する場合」および「運転者の意思とは関係なく何らかの不具合等により車両電源がオフ（瞬断オフ）する場合」を含む。
なお、Ｓ１０８で車両電源がオフされても、Ｓ１０６およびＳ１０７で記憶部１５に記憶された「アクチュエータ３０の状態」および「実レンジ」は消去されない。
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、上述のＳ２００〜２０３の一連の処理では、特許請求の範囲における「電源オン時目標レンジ設定手段」として機能する。また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、上述のＳ１０６およびＳ１０７の処理では、特許請求の範囲における「記憶手段」として機能する。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、予め記憶されている複数の第１所定値または第２所定値（第１基準位置または第２基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのアクチュエータ３０の回転量を示す所定値）と第１基準位置または第２基準位置とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、および、Ｄレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジがＰレンジ（第１凹部６１に対応するレンジ）であった場合、第１位置学習手段により第１基準位置を学習する。通常、実レンジがＰレンジのとき、車両は停止した状態であると考えられる。そのため、このとき、例えば車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第１基準位置の学習が開始されても実レンジはＰレンジのまま（車両は停止状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００６８】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＤレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」であった場合、第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。通常、実レンジが「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」のときは車両は走行（前進）状態であると考えられる。そのため、このとき、車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第２基準位置の学習が開始されても、実レンジはＤレンジのまま（車両は走行状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００６９】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジまたはＤレンジ以外のとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。そして、運転者による最初のシフトレンジ切替では、Ｐレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータ３０の回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求が「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【００７０】
上記構成により、本実施形態では、車両電源が瞬断する前の実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合は、瞬断後の電源復帰時、第１基準位置または第２基準位置の学習を行うことなく、瞬断前の実レンジを維持する。そのため、自動変速機２０のシフトレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジの４つのレンジからなる車両（第１凹部６１がＰレンジに対応、第２凹部６４がＤレンジに対応）において、例えば実レンジがＮレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＮレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに移行するときＲレンジを通過する際に不意の後進トルクが発生する」、「走行中に突然Ｐレンジに入ることによりパーキングロック機構７０のラチェッティングを引き起こしパーキングロック機構７０が損傷する、もしくは、低速走行中であれば突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り不意の前進トルクが発生する」といった事態を防ぐことができる。また、例えば実レンジがＲレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＲレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに入り突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り車両が逆走する」といった事態を防ぐことができる。
【００７１】
このように、本実施形態によるシフトバイワイヤシステム３は、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能である。また、本実施形態では、アクチュエータ３０の回転位置を検出するのにインクリメンタル型のエンコーダ３４を用いているため、システム全体の構成を簡単にすることができる。よって、シフトバイワイヤシステム３の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｐレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知する通知手段として機能する。本実施形態では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、通知手段により、Ｐレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知することで運転者の混乱を回避できる。
【００７３】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへの切替要求があった場合、『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告する警告手段として機能する。本実施形態では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、運転者から『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへの切替要求があった場合、警告手段により、『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告することで運転者の混乱を回避できる。
【００７４】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、記憶手段および電源オン時目標レンジ設定手段として機能する。記憶手段は、車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０の状態および実レンジを記憶する。電源オン時目標レンジ設定手段は、車両電源がオンしたとき、記憶手段で記憶されたアクチュエータ３０の状態が「停止状態」であった場合、目標レンジとして「記憶手段で記憶された実レンジ」を設定し、記憶手段で記憶されたアクチュエータ３０の状態が「作動状態」であった場合、目標レンジとして「不定」を設定する。
【００７５】
本実施形態では、電源オン時目標レンジ設定手段によって、車両電源オフ時のアクチュエータ３０の作動状態に基づき、車両電源がオンしたときの目標レンジを設定するため、シフトレンジ切替途中における車両電源瞬断後の電源オン時の目標レンジと実レンジとのアンマッチを防ぐことができる。
【００７６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるシフトバイワイヤシステムの構成部品のうちの１つ（ディテントプレート）を図７に示す。第２実施形態は、物理的な構成としては、ディテントプレートのみが第１実施形態と異なる。
【００７７】
図７に示すように、本実施形態では、ディテントプレート５７は、マニュアルシャフト５１の径方向外側に第１凹部７１、中間凹部７２、中間凹部７３、中間凹部７４、中間凹部７５、第２凹部７６を有している。第１凹部７１は、ディテントプレート５７の回転方向の一方側に形成されている。第２凹部７６は、ディテントプレート５７の回転方向の他方側に形成されている。中間凹部７２〜７５は、第１凹部７１と第２凹部７６との間に形成されている。
【００７８】
本実施形態では、第１凹部７１は、自動変速機２０のシフトレンジである「Ｐレンジ」に対応して形成されている。また、第１凹部７１は、第２凹部７６とは反対側に第１壁７７を有している。中間凹部７２は、「Ｒレンジ」に対応して形成されている。中間凹部７３は、「Ｎレンジ」に対応して形成されている。中間凹部７４は、「Ｄレンジ」に対応して形成されている。中間凹部７５は、自動変速機２０の前進用レンジのうちのセカンドレンジである「２レンジ」に対応して形成されている。第２凹部７６は、自動変速機２０の前進用レンジのうちの最低速段レンジである「Ｌレンジ」に対応して形成されている。また、第２凹部７６は、第１凹部７１とは反対側に第２壁７８を有している。
【００７９】
このように、本実施形態は、自動変速機のシフトレンジが「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」、「Ｄレンジ」、「２レンジ」、「Ｌレンジ」の６つのレンジからなる車両に適用される例を示している。
本実施形態では、図７に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｌレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、正回転方向と定義している。一方、シフトレンジが「Ｌレンジ」側から「Ｐレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、逆回転方向と定義している。
【００８０】
図７に示すように、本実施形態では、ディテントプレート５７の回転可能範囲は、第１壁７７とディテントローラ５３とが当接する位置から、第２壁７８とディテントローラ５３とが当接する位置までの範囲となる。ただし、図７に示す回転可能範囲はディテントローラ５３との関係におけるディテントプレート５７の回転可能範囲のため、ディテントスプリング５５の撓み量、伸び量、およびマニュアルシャフト５１の捩れ量等を含めると、ディテントプレート５７の絶対的な回転可能範囲は、図７に示す回転可能範囲よりも大きくなる。
【００８１】
本実施形態における第１基準位置および第２基準位置の学習に関する制御、ならびに、その他の制御については、上述の第１実施形態の説明において「Ｄレンジ」を「Ｌレンジ」に、「第１凹部６１」を「第１凹部７１」に、「第２凹部６４」を「第２凹部７６」に読み替えれば、第１実施形態の制御と同様である。
すなわち、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、予め記憶されている複数の第１所定値または第２所定値と第１基準位置または第２基準位置とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジ、および、Ｌレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００８２】
本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジがＰレンジ（第１凹部７１に対応するレンジ）であった場合、第１位置学習手段により第１基準位置を学習する。通常、実レンジがＰレンジのとき、車両は停止した状態であると考えられる。そのため、このとき、例えば車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第１基準位置の学習が開始されても実レンジはＰレンジのまま（車両は停止状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００８３】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＬレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」であった場合、第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。通常、実レンジが「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」のときは車両は走行（前進）状態であると考えられる。そのため、このとき、車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第２基準位置の学習が開始されても、実レンジはＬレンジのまま（車両は走行状態を維持したまま）なので、安全に、第２基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００８４】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジまたはＬレンジ以外のとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。そして、運転者による最初のシフトレンジ切替では、Ｐレンジまたは「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータ３０の回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求が「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」への切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【００８５】
上記構成により、本実施形態では、車両電源が瞬断する前の実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合は、瞬断後の電源復帰時、第１基準位置または第２基準位置の学習を行うことなく、瞬断前の実レンジを維持する。そのため、自動変速機２０のシフトレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジおよびＬレンジの６つのレンジからなる車両（第１凹部７１がＰレンジに対応、第２凹部７６がＬレンジに対応）において、例えば実レンジがＮレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＮレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに移行するときＲレンジを通過する際に不意の後進トルクが発生する」、「走行中に突然Ｐレンジに入ることによりパーキングロック機構７０のラチェッティングを引き起こしパーキングロック機構７０が損傷する、もしくは、低速走行中であれば突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジ（２レンジ、Ｌレンジ）に入り不意の前進トルクが発生する」といった事態を防ぐことができる。また、例えば実レンジがＲレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＲレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに入り突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジ（２レンジ、Ｌレンジ）に入り車両が逆走する」といった事態を防ぐことができる。
このように、本実施形態によるシフトバイワイヤシステムは、第１実施形態と同様、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能である。
【００８６】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、第１凹部がＰレンジに対応し、第２凹部が「Ｄレンジまたは最低速段レンジ（Ｌレンジ等）」に対応し、中間凹部がＲレンジおよびＮレンジに対応するのであれば、中間凹部は、いくつ形成されていてもよい。すなわち、本発明を適用可能な自動変速機のレンジの数は、４つまたは６つに限らない。
【００８７】
上述の実施形態では、通知手段および警告手段により、運転者に対し通知および警告を行う例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、通知手段および警告手段のいずれか一方により、運転者に対し通知または警告のいずれか一方を行うこととしてもよい。あるいは、通知および警告のいずれも行わないこととしてもよい。
【００８８】
また、本発明の他の実施形態では、通知手段または警告手段のいずれか一方のみ備えることとしてもよい。あるいは、通知手段および警告手段のいずれも備えないこととしてもよい。
本発明によるシフトバイワイヤシステムは、無段変速機（ＣＶＴ）、およびＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの４ポジションを切り替えるＨＶ（ハイブリッド車）の自動変速機（Ａ／Ｔ）等のレンジ切替に用いることもできる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
３ ・・・・・・・シフトバイワイヤシステム
１３ ・・・・・・ＳＢＷ−ＥＣＵ（制御部、目標レンジ決定手段、第１位置学習手段、第２位置学習手段）
２０ ・・・・・・自動変速機
３０ ・・・・・・アクチュエータ
３４ ・・・・・・エンコーダ
４５ ・・・・・・レンジセレクタ（シフト選択手段）
５２、５７ ・・・ディテントプレート
５３ ・・・・・・ディテントローラ（規制部）
５５ ・・・・・・ディテントスプリング
６１、７１ ・・・第１凹部
６２、６３、７２、７３、７４、７５ ・・・中間凹部
６４、７６ ・・・第２凹部
６５、７７ ・・・第１壁
６６、７８ ・・・第２壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両制御の分野において、車両状態を変化させるアクチュエータを車両の運転者の指令によってバイワイヤ制御回路により電気制御するバイワイヤシステムが実用化されている。例えば、運転者の指令によって車両の自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが知られている。シフトバイワイヤシステムでは、例えば電動のアクチュエータを回転させて自動変速機の変速機構部を駆動することによりシフトレンジを切り替える。ここで用いられるアクチュエータは、高速で回転するモータ部、および当該モータ部の回転を減速して出力する減速部を有している。また、モータ部としてＳＲモータ等のブラシレスモータを採用する場合、アクチュエータには、モータ部の回転角の変化分に応じたパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダが設けられることが一般的である。このエンコーダによりモータ部の最適な励磁通電制御が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２４８２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アクチュエータの回転により自動変速機の変速機構部を正確に駆動するには、アクチュエータの減速部の出力軸の絶対的な回転位置（絶対位置）を検出し、検出した絶対位置に基づきアクチュエータを回転させる必要がある。出力軸の絶対位置を検出する方法としては、非接触式であれば、出力軸上にリニア出力センサ、または、出力軸の回転角の絶対値を出力するアブソリュート型のエンコーダを設定する方法が考えられる。接触式であれば、出力軸上に従来自動変速機等に搭載されているニュートラルスイッチ等を設定する方法が考えられる。また、アクチュエータのモータ部上に多回転対応のアブソリュート型のエンコーダを設定することによっても出力軸の絶対位置を検出可能である。
【０００５】
しかしながら、接触式の場合、信頼性および耐久性の面で劣ることと、出力軸の回転位置を検出できても回転角までは検出できないため、シフトバイワイヤシステムで採用するのはフェイルセーフ上、望ましくない。また、アブソリュート型のエンコーダは、構造が複雑でコストが高く、多回転対応の場合はさらにその傾向がある。また、リニア出力センサも比較的コスト高の傾向がある。
【０００６】
特許文献１には、駐車用のレンジである「Ｐレンジ」、または、Ｐレンジ以外のレンジである「非Ｐレンジ」のいずれかにシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが開示されている。このシフトバイワイヤシステムでは、モータ部の励磁通電制御用のインクリメンタル型のエンコーダのみを用いて、アクチュエータの出力軸の絶対位置に対応する基準位置を学習し、学習した基準位置と所定回転量とに基づき、出力軸の絶対位置を設定および検出している。このように、出力軸の絶対位置を検出するのにインクリメンタル型のエンコーダのみを用いることで、システムの低コスト化を図っている。
【０００７】
特許文献１のシフトバイワイヤシステムは、車両電源がオンしたとき、自動変速機のシフトレンジの両端レンジ（Ｐレンジまたは非Ｐレンジ）のうち少なくとも一方（出力軸の絶対位置）に対応する基準位置を学習する。ここで、Ｐレンジまたは非Ｐレンジのどちらの基準位置を学習するかについては、車両電源がオンしたときの車両の状態（車速）に応じて決定している。これにより、車両電源の瞬断後の電源復帰（電源オン）時においても安全かつ速やかに車両を通常の制御状態に戻すことを可能としている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は自動変速機のシフトレンジが２つ（Ｐレンジおよび非Ｐレンジ）であることを前提としているため、当該技術を、例えば「Ｐレンジ（両端レンジのうちの一方）、後進用のレンジであるＲレンジ、中立のレンジであるＮレンジ、および、前進用のレンジであるＤレンジ（両端レンジのうちの他方）の４つのレンジを含む自動変速機」の切り替え制御にそのまま適用した場合、様々な問題が生じるおそれがある。例えば実レンジがＮレンジのとき（車輪に駆動トルクが伝達されていない状態のとき）に車両電源の瞬断が生じ、その後、電源が復帰した場合、学習制御によってシフトレンジがＤレンジまたはＰレンジに入ることにより車両が突然前進または（後進および）停止するため、運転者に危険や不安を感じさせるおそれがある。また、例えば実レンジがＲレンジのとき（後進時）に車両電源の瞬断が生じ、その後、電源が復帰した場合、学習制御によってシフトレンジがＤレンジまたはＰレンジに入ることにより車両が突然前進（逆走）または停止するため、運転者に危険や不安を感じさせるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能なシフトバイワイヤシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、アクチュエータとディテントプレートとディテントスプリングと制御部とを備える。アクチュエータは、電力により回転するモータ部、当該モータ部の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダ、および、モータ部の回転を減速して出力する減速部を有する。ディテントプレートは、アクチュエータの減速部に接続するよう設けられることでアクチュエータにより回転駆動され、第１凹部、第２凹部および複数の中間凹部を有する。第１凹部は、ディテントプレートの回転方向の一方側に形成されている。第２凹部は、ディテントプレートの回転方向の他方側に形成されている。複数の中間凹部は、第１凹部と第２凹部との間に形成されている。ディテントスプリングは、規制部を有し、当該規制部が第１凹部、複数の中間凹部または第２凹部に嵌り込むことでディテントプレートの回転を規制することにより、自動変速機のシフトレンジを固定可能である。制御部は、シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する目標レンジ決定手段を有し、自動変速機のシフトレンジが、目標レンジ決定手段により決定された目標レンジとなるようアクチュエータの回転を制御する。より具体的には、目標レンジ決定手段は、シフト選択手段の信号、ブレーキ信号および車速信号等に基づき目標レンジを決定する。
【００１１】
ここで、第１凹部は、駐車用のレンジであるＰレンジに対応している。また、第１凹部は、第２凹部とは反対側に第１壁を有している。第２凹部は、前進用のレンジである「Ｄレンジまたは最低速段レンジ」に対応している。また、第２凹部は、第１凹部とは反対側に第２壁を有している。複数の中間凹部は、それぞれ、後進用のレンジであるＲレンジ、中立のレンジであるＮレンジ、または、「最低速段レンジ以外の前進用のレンジ」に対応している。
【００１２】
制御部は、第１位置学習手段および第２位置学習手段を有している。第１位置学習手段は、第１凹部の第１壁にディテントスプリングの規制部が当接することによってアクチュエータの回転が規制される方向にアクチュエータを回転させ、このときエンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最小値または最大値が所定時間変化しない状態を検出することにより、Ｐレンジに対応するアクチュエータの第１基準位置を学習する。第２位置学習手段は、第２凹部の第２壁にディテントスプリングの規制部が当接することによってアクチュエータの回転が規制される方向にアクチュエータを回転させ、このときエンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最大値または最小値が所定時間変化しない状態を検出することにより、Ｄレンジまたは最低速段レンジに対応するアクチュエータの第２基準位置を学習する。
【００１３】
制御部は、第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、例えば、予め記憶されている複数の所定値（第１基準位置または第２基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのアクチュエータの回転量を示す所定値）と第１基準位置または第２基準位置とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータの回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータを回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００１４】
本発明では、制御部は、例えば実レンジがＰレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジがＰレンジであった場合、第１位置学習手段により第１基準位置を学習する。通常、実レンジがＰレンジのとき、車両は停止した状態であると考えられる。そのため、このとき、例えば車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第１基準位置の学習が開始されても実レンジはＰレンジのまま（車両は停止状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００１５】
また、制御部は、例えば実レンジがＤレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが「第２凹部に対応するレンジ」であった場合、第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。通常、実レンジが「第２凹部に対応するレンジ（Ｄレンジまたは最低速段レンジ）」のときは車両は走行（前進）状態であると考えられる。そのため、このとき、車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第２基準位置の学習が開始されても、実レンジはＤレンジまたは最低速段レンジのまま（車両は走行状態を維持したまま）なので、安全に、第２基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００１６】
また、制御部は、例えば実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータを駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。この状態において、制御部は、運転者による最初のシフトレンジ切替では、Ｐレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータの回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求が「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【００１７】
上記構成により、本発明では、車両電源が瞬断する前の実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジであった場合は、瞬断後の電源復帰時、第１基準位置または第２基準位置の学習を行うことなく、瞬断前の実レンジを維持する。そのため、例えば自動変速機のシフトレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジの４つのレンジからなる車両（第１凹部がＰレンジに対応、第２凹部がＤレンジに対応）において、実レンジがＮレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＮレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに移行するときＲレンジを通過する際に不意の後進トルクが発生する」、「走行中に突然Ｐレンジに入ることによりパーキングロック機構のラチェッティングを引き起こしパーキングロック機構が損傷する、もしくは、低速走行中であれば突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り不意の前進トルクが発生する」といった事態を防ぐことができる。また、例えば実レンジがＲレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＲレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに入り突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り車両が逆走する」といった事態を防ぐことができる。
【００１８】
このように、本発明によるシフトバイワイヤシステムは、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能である。また、本発明では、アクチュエータの回転位置を検出するのにインクリメンタル型のエンコーダを用いているため、システム全体の構成を簡単にすることができる。よって、シフトバイワイヤシステムの小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、Ｐレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知する通知手段をさらに備えている。本発明では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、通知手段により、Ｐレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知することで運転者の混乱を回避できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへの切替要求があった場合、『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告する警告手段をさらに備えている。本発明では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、運転者から『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへの切替要求があった場合、警告手段により、『Ｐレンジおよび「第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告することで運転者の混乱を回避できる。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、制御部は、記憶手段および電源オン時目標レンジ設定手段をさらに有する。記憶手段は、車両電源がオフしたときのアクチュエータの状態および実レンジを記憶する。電源オン時目標レンジ設定手段は、車両電源がオンしたとき、記憶手段で記憶されたアクチュエータの状態が「停止状態」であった場合、目標レンジとして「記憶手段で記憶された実レンジ」を設定し、記憶手段で記憶されたアクチュエータの状態が「作動状態」であった場合、目標レンジとして「不定」を設定する。
本発明では、電源オン時目標レンジ設定手段によって、車両電源オフ時のアクチュエータの作動状態に基づき、車両電源がオンしたときの目標レンジを設定するため、シフトレンジ切替途中における車両電源瞬断後の電源オン時の目標レンジと実レンジとのアンマッチを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを含む車両制御システムを示す概略図。
【図２】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムのアクチュエータを示す断面図。
【図３】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムの変速機構部およびその近傍を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムのディテントプレートを示す図。
【図５】本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムによるアクチュエータの回転位置の学習に関する処理フローを示す図。
【図６】図５の処理フローのサブ処理フローを示す図。
【図７】本発明の第２実施形態によるシフトバイワイヤシステムのディテントプレートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の複数の実施形態によるシフトバイワイヤシステムを図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、以下の説明では、電子制御ユニットを「ＥＣＵ」と略記する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるシフトバイワイヤシステム３を含む車両制御システム１を示している。例えば四輪の車両に搭載される車両制御システム１は、自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３、エンジン制御システム４および統合ＥＣＵ１０などから構成されている。
【００２４】
自動変速機制御システム２、シフトバイワイヤシステム３およびエンジン制御システム４は、それぞれＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４を有している。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、いずれもマイクロコンピュータを主体に構成された電気回路である。ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４は、それぞれ車内のＬＡＮ回線１７を経由して電気的または光学的に相互に接続されている。また、ＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、ＥＣ−ＥＣＵ１４および統合ＥＣＵ１０は、車両の電源であるバッテリ１８に電気的に接続されており、このバッテリ１８から供給された電力によって作動する。統合ＥＣＵ１０は、上述のＡＴ−ＥＣＵ１２、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３およびＥＣ−ＥＣＵ１４と共同して車両制御システム１全体を制御する。本実施形態において、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲の「制御部」に対応する。
【００２５】
自動変速機制御システム２は、車両の自動変速機２０を油圧により駆動する。自動変速機制御システム２は、自動変速機２０のシフトレンジおよび変速段を切り替える油圧回路２１を備えている。本実施形態では、自動変速機２０には、走行レンジとして前進用のレンジであるＤレンジおよび後進用のレンジであるＲレンジと、非走行レンジとして駐車用のレンジであるＰレンジおよび中立のレンジであるＮレンジとが設定されている。油圧回路２１は、レンジ位置選択機構としてのスプールバルブであるマニュアルバルブ２２を有している。マニュアルバルブ２２は、軸方向へ移動することにより、油圧回路２１を切り替える。マニュアルバルブ２２が油圧回路２１を切り替えることにより、自動変速機２０は上記のシフトレンジのいずれかに設定される。自動変速機２０は、いずれかのシフトレンジで締結する複数の摩擦係合要素を備えている。油圧回路２１に設置されている複数の電磁弁２３は、対応する摩擦係合要素を油圧により駆動する。これにより、各摩擦係合要素は、電磁弁２３から供給される油圧によって締結または解放される。
【００２６】
ＡＴ−ＥＣＵ１２は、油圧回路２１の電磁弁２３などの電気要素に電気的に接続されている。これにより、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、各電磁弁２３からの出力油圧を電気的に制御する。ＡＴ−ＥＣＵ１２によって電磁弁２３からの出力油圧を制御することにより、自動変速機２０の各摩擦係合要素は締結または解放される。また、本実施形態の場合、ＡＴ−ＥＣＵ１２は、例えば自動変速機２０の出力軸の回転数などから車両の速度を検出する車速センサ２４と電気的に接続している。ＡＴ−ＥＣＵ１２は、車速センサ２４から出力された検出信号を受信して車速を検出し、各電磁弁２３を制御する。
【００２７】
シフトバイワイヤシステム３は、自動変速機制御システム２のマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０（図３）を駆動するアクチュエータ３０、および、変速機構部３１等を備えている。なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトバイワイヤシステム３を構成する要素の１つである。電磁駆動式のアクチュエータ３０は、モータ部３２、エンコーダ３４および減速部３３などを有している。
ここで、アクチュエータ３０について説明する。本実施形態では、モータ部３２は、スイッチトリラクタンス（ＳＲ）モータであり、永久磁石を用いることなく駆動力を発生するブラシレスモータである。図２に示すように、モータ部３２は、回転方向に配列された複数のコイル３６が嵌合されているステータ３５を有している。また、モータ部３２は、ステータ３５の内側にロータ３７を有している。ロータ３７は、中心部に軸部材３８を有し、アクチュエータ３０のハウジングに回転可能に支持されている。
【００２８】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２の複数のコイル３６に所定のタイミングで順次通電し、ロータ３７および軸部材３８を回転させる。
本実施形態では、エンコーダ３４は、アクチュエータ３０のハウジング内に設けられている。エンコーダ３４は、ロータ３７と一体に回転する磁石と、ハウジングに固定された基板に実装され、磁石と対向配置されて磁石における磁束発生部の通過を検出する、磁気検出用のホールＩＣ等により構成されている。エンコーダ３４は、モータ部３２（ロータ３７）の回転角の変化分に応じてパルス信号を出力する。
【００２９】
上述のように、本実施形態でのエンコーダ３４は、モータ部３２の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダである。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じてカウント用の値（カウント値）を減少（カウントダウン）または増大（カウントアップ）させる。これにより、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、モータ部３２（ロータ３７）の回転状態を検出可能である。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４によってモータ部３２の回転状態を検出することにより、モータ部３２を脱調させることなく高速回転させることができる。なお、車両電源のオン毎（シフトバイワイヤシステム３の起動毎）に、モータ部３２の励磁通電相学習（エンコーダ３４から出力されたパルス信号に応じたカウント値と通電相の同期）のための初期駆動制御が行われる。この初期駆動制御により、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。
減速部３３は、モータ部３２（軸部材３８）の回転運動を減速して変速機構部３１に伝達する。変速機構部３１は、減速部３３から出力された回転駆動力をマニュアルバルブ２２、および、パーキングロック機構７０へ伝達する。
【００３０】
変速機構部３１は、図３に示すようにマニュアルシャフト５１、ディテントプレート５２およびディテントスプリング５５などを有している。マニュアルシャフト５１は、アクチュエータ３０の減速部３３に接続し、モータ部３２の回転駆動力によって回転駆動される。ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１から径方向外側に伸びてマニュアルシャフト５１と一体に構成されている。これにより、ディテントプレート５２は、マニュアルシャフト５１と一体にアクチュエータ３０によって回転駆動される。ディテントプレート５２には、マニュアルシャフト５１と平行に突出するピン５４が設置されている。ピン５４は、マニュアルバルブ２２と接続している。その結果、ディテントプレート５２がマニュアルシャフト５１とともに回転することにより、マニュアルバルブ２２は軸方向へ往復移動する。すなわち、変速機構部３１は、アクチュエータ３０の回転駆動力を直線運動に変換してマニュアルバルブ２２に伝達する。
【００３１】
ディテントプレート５２は、図４に示すように、マニュアルシャフト５１の径方向外側に第１凹部６１、中間凹部６２、中間凹部６３、第２凹部６４を有している。第１凹部６１は、ディテントプレート５２の回転方向の一方側に形成されている。第２凹部６４は、ディテントプレート５２の回転方向の他方側に形成されている。中間凹部６２および中間凹部６３は、第１凹部６１と第２凹部６４との間に形成されている。
【００３２】
本実施形態では、第１凹部６１は、自動変速機２０のシフトレンジである「Ｐレンジ」に対応して形成されている。また、第１凹部６１は、第２凹部６４とは反対側に第１壁６５を有している。中間凹部６２は、「Ｒレンジ」に対応して形成されている。中間凹部６３は、「Ｎレンジ」に対応して形成されている。第２凹部６４は、「Ｄレンジ」に対応して形成されている。また、第２凹部６４は、第１凹部６１とは反対側に第２壁６６を有している。
【００３３】
ディテントスプリング５５は、先端に規制部としてのディテントローラ５３を有している。マニュアルシャフト５１を経由してディテントプレート５２に回転方向の所定の力が加わると、ディテントローラ５３は図４に示すように各凹部６１〜６４間に形成される凸部を乗り越えて隣接する他の凹部６１〜６４へ移動する。その結果、アクチュエータ３０によってマニュアルシャフト５１を回転させることにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が変化し、自動変速機２０のシフトレンジが変更される。
【００３４】
ディテントローラ５３が第１凹部６１、中間凹部６２、中間凹部６３、第２凹部６４のいずれかに嵌り込むことでディテントプレート５２の回転を規制することにより、マニュアルバルブ２２の軸方向の位置、および、パーキングロック機構７０の状態が決定される。これにより、自動変速機２０のシフトレンジが固定される。
本実施形態では、図４に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」および「Ｄレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、正回転方向と定義している。一方、シフトレンジが「Ｄレンジ」側から「Ｎレンジ」、「Ｒレンジ」および「Ｐレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、逆回転方向と定義している。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態では、ディテントプレート５２の回転可能範囲は、第１壁６５とディテントローラ５３とが当接する位置から、第２壁６６とディテントローラ５３とが当接する位置までの範囲となる。ただし、図４に示す回転可能範囲はディテントローラ５３との関係におけるディテントプレート５２の回転可能範囲のため、ディテントスプリング５５の撓み量、伸び量、およびマニュアルシャフト５１の捩れ量等を含めると、ディテントプレート５２の絶対的な回転可能範囲は、図４に示す回転可能範囲よりも大きくなる。
【００３６】
図３は、シフトレンジが「Ｄレンジ」であるとき、すなわち、「Ｐレンジ」以外のレンジであるときのパーキングロック機構７０の状態を示している。この状態では、パーキングギア７４は、パーキングロックポール７３によってロックされていない。そのため、車両の車輪の回転は妨げられない。この状態から、アクチュエータ３０の減速部３３が逆回転方向に回転すると、ディテントプレート５２を介してロッド７１が図３に示す矢印Ｘの方向に押され、ロッド７１の先端に設けられたテーパ部７２がパーキングロックポール７３を図３に示す矢印Ｙの方向に押し上げる。その結果、パーキングロックポール７３がパーキングギア７４に噛み合い、パーキングギア７４がロックされる。その結果、車輪の回転が規制された状態となる。このとき、ディテントスプリング５５のディテントローラ５３はディテントプレート５２の第１凹部６１に嵌り込んだ状態であり、自動変速機２０の実際のレンジ（以下、「実レンジ」という。）は「Ｐレンジ」である。
【００３７】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０のモータ部３２およびエンコーダ３４、ならびに、シフト選択手段としてのレンジセレクタ４５のセレクタセンサ４６等に電気的に接続している。
セレクタセンサ４６は、車両の運転者がレンジセレクタ４５を操作することにより指令したレンジ（以下、「指令レンジ」という。）を検出する。セレクタセンサ４６は、検出した信号をＳＢＷ−ＥＣＵ１３へ出力する。
【００３８】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、セレクタセンサ４６から出力された指令レンジに関する信号に基づき、目標レンジを決定する。より具体的には、本実施形態では、セレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき目標レンジを決定する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「目標レンジ決定手段」として機能する。
【００３９】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、自動変速機２０のシフトレンジが、目標レンジ決定手段により決定された目標レンジとなるようアクチュエータ３０の回転を制御する。これにより、自動変速機２０の実レンジが、運転者の意図するレンジに切り替わる。
【００４０】
本実施形態のエンコーダ３４は、インクリメンタル型のエンコーダのため、モータ部３２の相対的な回転位置しか検出することができない。そのため、アクチュエータ３０を回転させることでシフトレンジを所望のレンジに切り替えるにあたっては、アクチュエータ３０の減速部３３の絶対位置に対応する基準位置を学習しておく必要がある。アクチュエータ３０の基準位置を学習した後は、学習した基準位置と所定回転量（制御定数。後述の第１所定値および第２所定値。）とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、ディテントプレート５２の回転可能範囲の端部（ＰレンジまたはＤレンジ）に対応するアクチュエータ３０の基準位置を学習する。
【００４１】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、基準位置を学習した後においては、当該基準位置と、所定回転量と、エンコーダ３４からのパルス信号のカウント値（モータ部３２の回転位置）とに基づく演算により、そのときの実レンジを間接的に検出することができる。本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、検出した実レンジの情報を、統合ＥＣＵ１０を経由して、車両の運転席前方に設けられた表示装置４７に表示する。これにより、運転者は、その時点の実レンジを確認することができる。
本実施形態では、図４に示す各シフトレンジ（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）のそれぞれの範囲内にディテントローラ５３の中心が位置するときのモータ部３２の回転位置に基づき、対応する実レンジを検出可能である。上述の「アクチュエータ３０の基準位置の学習」については、後に詳述する。
【００４２】
ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の内燃機関（以下、「エンジン」という。）４０のスロットル４１、インジェクタ４２、およびアクセルペダル４３のアクセルセンサ４４に電気的に接続している。スロットル４１は、エンジン４０の吸気通路を流れる吸気の流量を調整する。インジェクタ４２は、エンジン４０の吸気通路または各気筒へ噴射する燃料の量を調整する。アクセルセンサ４４は、車両の運転者によるアクセルペダル４３の操作量を検出し、検出した信号をＥＣ−ＥＣＵ１４に出力する。このような構成により、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、車両の運転者によってアクセルペダル４３が操作されると、その操作に基づいてスロットル４１およびインジェクタ４２などを電気的に制御する。その結果、ＥＣ−ＥＣＵ１４は、エンジン４０の回転数および出力トルクを調整する。
【００４３】
次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による「アクチュエータ３０の基準位置の学習」について説明する。本実施形態では、アクチュエータ３０の基準位置の学習としては、第１基準位置の学習および第２基準位置の学習を実施することを想定している。ここで、第１基準位置とは、図４に示すようにディテントスプリング５５のディテントローラ５３が第１凹部６１の第１壁６５に当接した状態におけるアクチュエータ３０の回転位置のことであり、シフトレンジのうちＰレンジに対応する位置である。また、第２基準位置とは、ディテントローラ５３が第２凹部６４の第２壁６６に当接した状態におけるアクチュエータ３０の回転位置のことであり、シフトレンジのうちＤレンジに対応する位置である。
【００４４】
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１基準位置の学習を行うとき、まず、第１凹部６１の第１壁６５にディテントスプリング５５のディテントローラ５３が当接することによってアクチュエータ３０の回転が規制される方向、すなわち、逆回転方向にアクチュエータ３０を回転させる（図４参照）。これにより、ディテントローラ５３が第１壁６５に当接するとともに押されることによって、ディテントスプリング５５が撓み始める。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号のカウント値の最小値または最大値が所定時間変化しない状態を検出することにより、ディテントプレート５２およびアクチュエータ３０（モータ部３２）の回転が停止したと判定する。前記カウント値の最小値または最大値のいずれを監視するかは、エンコーダ３４の特性に応じて設定される。いずれにしても最小値または最大値が所定時間変化しないことは、ディテントプレート５２が動かなくなった状態を示す。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、このときのカウント値を、アクチュエータ３０の第１基準位置に対応する値として、記憶部１５（図１参照）のうち例えばＲＡＭ等の揮発性メモリに記憶する。これにより、アクチュエータ３０の第１基準位置の学習が完了する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「第１位置学習手段」として機能する。
【００４５】
記憶部１５には、予め、第１基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのモータ部３２の回転量を示す複数の所定値（以下、「第１所定値」という。）が記憶されている。そのため、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１位置学習手段により第１基準位置の学習をした後においては、第１基準位置と各第１所定値とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる「通常制御状態」になる。
【００４６】
一方、第２基準位置の学習を行うとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、まず、第２凹部６４の第２壁６６にディテントスプリング５５のディテントローラ５３が当接することによってアクチュエータ３０の回転が規制される方向、すなわち、正回転方向にアクチュエータ３０を回転させる（図４参照）。これにより、ディテントローラ５３が第２壁６６に当接するとともに引っ張られることによって、ディテントスプリング５５が伸び始める。そして、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、エンコーダ３４から出力されたパルス信号のカウント値の最大値または最小値が所定時間変化しない状態を検出することにより、ディテントプレート５２およびアクチュエータ３０の回転が停止したと判定する。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、このときのカウント値を、アクチュエータ３０の第２基準位置に対応する値として、記憶部１５のうち例えばＲＡＭ等の揮発性メモリに記憶する。これにより、アクチュエータ３０の第２基準位置の学習が完了する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、特許請求の範囲における「第２位置学習手段」として機能する。
【００４７】
記憶部１５には、予め、第２基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのモータ部３２の回転量を示す複数の所定値（以下、「第２所定値」という。）が記憶されている。そのため、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第２位置学習手段により第２基準位置の学習をした後においては、第２基準位置と各第２所定値とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる「通常制御状態」になる。
【００４８】
上述のように、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１位置学習または第２位置学習を行うことにより、以降、シフトバイワイヤシステム３の通常制御（運転者からの指令レンジに基づき実レンジを変更する制御）が可能な状態（通常制御状態）となる。なお、第１所定値および第２所定値は、設計値であり、ディテントプレート５２の各凹部間の角度、各係合部材間のあそび、ならびに、ディテントスプリング５５の撓み量および伸び量等を考慮して設定されている。また、第１所定値および第２所定値は、記憶部１５のうち例えばＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶されているため、記憶部１５への車両電源の供給が絶たれても消去されることはない。
【００４９】
上述のように、本実施形態では、エンコーダ３４によってはアクチュエータ３０の絶対的な回転位置を検出できないものの、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３が第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、第１基準位置または第２基準位置と第１所定値または第２所定値とに基づき各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００５０】
次に、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３による「アクチュエータ３０の基準位置の学習」に関する処理について、図５および６に示す処理フローに基づき説明する。
図５に示すように、Ｓ１０１では、車両電源がオンすることにより、車両制御システム１に電源が投入される。ここで、車両電源がオンする場合としては、「運転者が車両を停車し例えばイグニッションキーにより意識的に車両電源をオフし、その後、再びイグニッションキーによりオン（正常オン）する場合」および「運転者の意思とは関係なく何らかの不具合等により車両電源がオフし、再び自動でオン（瞬断後オン）する場合」を含む。
【００５１】
Ｓ１０１に続くＳ２００では、車両電源がオンしたときの目標レンジを設定する。Ｓ２００の一連の処理を図６に示す。
Ｓ２０１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０が停止状態であったか否かを判断する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、前回車両電源がオフしたときに記憶済みであった「アクチュエータ３０の状態」を参照することにより、前記判断を行う。ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、記憶済みの「アクチュエータ３０の状態」が「停止状態」であった場合「前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は停止状態であった」と判断し、記憶済みの「アクチュエータ３０の状態」が「作動状態」であった場合「前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は停止状態ではなかった（作動状態であった）」と判断する。なお、車両電源がオフするときの「アクチュエータ３０の状態」を記憶する処理については、後述のＳ１０６で説明する。
【００５２】
前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は停止状態であったと判断した場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、処理はＳ２０２へ移行する。一方、前回車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０は作動状態であったと判断した場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、処理はＳ２０３へ移行する。
Ｓ２０２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジとして、前回車両電源がオフしたときに記憶済みであった「実レンジ」を設定する。なお、車両電源がオフするときの「実レンジ」を記憶する処理については、後述のＳ１０７で説明する。
【００５３】
Ｓ２０３では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジとして「不定」を設定する。ここで、目標レンジが「不定」であるとは、目標レンジとしていずれのレンジも定まっていないことを示す。
Ｓ２０２またはＳ２０３の後、図６に示すＳ２００の処理（車両電源がオンしたときの目標レンジを設定する処理）を抜ける。Ｓ２００の処理を抜けると、処理は図５に示すＳ１０２に移行する。
【００５４】
Ｓ１０２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジがＰレンジ（第１凹部６１に対応するレンジ）か否かを判断する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｓ２０２またはＳ２０３で設定した目標レンジの値を参照することにより当該判断を行う。目標レンジはＰレンジであると判断した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理はＳ１０３へ移行する。一方、目標レンジはＰレンジではない（「不定」を含む）と判断した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理はＳ１１０へ移行する。
【００５５】
Ｓ１０３では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の初期駆動制御を行う。これにより、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。Ｓ１０３の後、処理はＳ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１位置学習手段として機能し、アクチュエータ３０の第１基準位置を学習する。Ｓ１０４の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００５６】
Ｓ１１０では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジがＤレンジ（第２凹部６４に対応するレンジ）か否かを判断する。ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｓ２０２またはＳ２０３で設定した目標レンジの値を参照することにより当該判断を行う。目標レンジはＤレンジであると判断した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、処理はＳ１１１へ移行する。一方、目標レンジはＤレンジではない（「不定」を含む）と判断した場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、処理はＳ１２０へ移行する。
【００５７】
Ｓ１１１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の初期駆動制御を行う。これにより、アクチュエータ３０の回転を適切に制御できるようになる。Ｓ１１１の後、処理はＳ１１２へ移行する。
Ｓ１１２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第２位置学習手段として機能し、アクチュエータ３０の第２基準位置を学習する。Ｓ１１２の後、処理はＳ１０５へ移行する。
【００５８】
Ｓ１２０では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持（レンジホールド）する。また、このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、統合ＥＣＵ１０を経由して、「ＰレンジまたはＤレンジへの切替要求のみを受け付け可能であること」を、表示装置４７に表示することにより運転者に通知する。なお、ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、統合ＥＣＵ１０に接続されたスピーカ４８（図１参照）により、「ＰレンジまたはＤレンジへの切替要求のみを受け付け可能であること」を音声で運転者に通知してもよい。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０、表示装置４７およびスピーカ４８は、特許請求の範囲における「通知手段」として機能する。
【００５９】
また、Ｓ１２０において、セレクタセンサ４６からの信号に基づき、運転者から「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジへの切替要求があったと判断した場合、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、スピーカ４８により『「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジへは切替不可であること』を運転者に警告する。なお、ここで、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、表示装置４７への表示により『「ＰレンジおよびＤレンジ」以外のレンジへは切替不可であること』を運転者に警告してもよい。このとき、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３、統合ＥＣＵ１０、スピーカ４８および表示装置４７は、特許請求の範囲における「警告手段」として機能する。
【００６０】
Ｓ１２１では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、セレクタセンサ４６からの信号に基づき、運転者からＰレンジまたはＤレンジへの切替要求があったか否かを判断する。運転者からＰレンジまたはＤレンジへの切替要求があったと判断した場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、処理はＳ１２２へ移行する。一方、運転者からＰレンジまたはＤレンジへの切替要求がない場合（Ｓ１２１：ＮＯ）、処理はＳ１２０へ戻る。
【００６１】
Ｓ１２２では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、目標レンジとして、Ｓ１２１で切替要求があったレンジ、すなわち、ＰレンジまたはＤレンジを設定する。なお、このとき設定される目標レンジは、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３が「目標レンジ決定手段」として機能することにより、セレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき決定される。Ｓ１２２の後、処理はＳ１０２へ戻る。
【００６２】
Ｓ１０４またはＳ１１２の後のＳ１０５では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、シフトバイワイヤシステム３（アクチュエータ３０）の通常制御を行う。すなわち、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、記憶部１５に記憶されている第１所定値とＳ１０４で学習した第１基準位置とから、または、記憶部１５に記憶されている第２所定値とＳ１１２で学習した第２基準位置とから、各シフトレンジに対応するアクチュエータ３０の回転位置を都度演算し、演算した回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させる。通常制御では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、「目標レンジ決定手段」として機能することによりセレクタセンサ４６の信号、ブレーキの信号、および、車速センサ２４の信号等に基づき目標レンジを決定し、自動変速機２０のシフトレンジが、決定した目標レンジとなるようアクチュエータ３０の回転を制御する。
【００６３】
Ｓ１０６では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、そのときのアクチュエータ３０の状態を記憶部１５に記憶する。具体的には、アクチュエータ３０の状態が「停止状態」から「作動状態」へ移行したタイミング、または、「作動状態」から「停止状態」へ移行したタイミングで、記憶部１５に記憶した「アクチュエータ３０の状態」（の値）を「作動状態」または「停止状態」に書き換える。ここで、「アクチュエータ３０の状態」は、記憶部１５のうち例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されるため、記憶部１５への電源の供給が絶たれても消去されることはない。なお、ここで最後に記憶した「アクチュエータ３０の状態」は、次回車両電源がオンした後（上述のＳ２０１）の処理において、車両電源オフ時の「アクチュエータ３０の状態」として参照される。
【００６４】
Ｓ１０７では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、第１基準位置または第２基準位置と、第１所定値または第２所定値と、エンコーダ３４からのパルス信号のカウント値（モータ部３２の回転位置）とに基づく演算により、そのときの実レンジを常時検出し、当該実レンジを記憶部１５に記憶する。具体的には、アクチュエータ３０の回転によって実レンジが切り替わる度に、記憶部１５に記憶した「実レンジ」（の値）を書き換える。ここで、「実レンジ」は、記憶部１５のうち例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されるため、記憶部１５への電源の供給が絶たれても消去されることはない。なお、ここで最後に記憶した「実レンジ」（の値）は、次回車両電源がオンした後（上述のＳ２０２）の処理において、車両電源オフ時の「実レンジ」として参照される。
【００６５】
Ｓ１０８で車両電源がオフすると、図５に示す一連の処理は終了する。ここで、車両電源がオフする場合としては、「運転者が車両を停車し例えばイグニッションキーにより意識的に車両電源をオフ（正常オフ）する場合」および「運転者の意思とは関係なく何らかの不具合等により車両電源がオフ（瞬断オフ）する場合」を含む。
なお、Ｓ１０８で車両電源がオフされても、Ｓ１０６およびＳ１０７で記憶部１５に記憶された「アクチュエータ３０の状態」および「実レンジ」は消去されない。
ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、上述のＳ２００〜２０３の一連の処理では、特許請求の範囲における「電源オン時目標レンジ設定手段」として機能する。また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、上述のＳ１０６およびＳ１０７の処理では、特許請求の範囲における「記憶手段」として機能する。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、予め記憶されている複数の第１所定値または第２所定値（第１基準位置または第２基準位置から各シフトレンジに対応する位置までのアクチュエータ３０の回転量を示す所定値）と第１基準位置または第２基準位置とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、および、Ｄレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジがＰレンジ（第１凹部６１に対応するレンジ）であった場合、第１位置学習手段により第１基準位置を学習する。通常、実レンジがＰレンジのとき、車両は停止した状態であると考えられる。そのため、このとき、例えば車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第１基準位置の学習が開始されても実レンジはＰレンジのまま（車両は停止状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００６８】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＤレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」であった場合、第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。通常、実レンジが「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」のときは車両は走行（前進）状態であると考えられる。そのため、このとき、車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第２基準位置の学習が開始されても、実レンジはＤレンジのまま（車両は走行状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００６９】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジまたはＤレンジ以外のとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。そして、運転者による最初のシフトレンジ切替では、Ｐレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータ３０の回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求が「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【００７０】
上記構成により、本実施形態では、車両電源が瞬断する前の実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合は、瞬断後の電源復帰時、第１基準位置または第２基準位置の学習を行うことなく、瞬断前の実レンジを維持する。そのため、自動変速機２０のシフトレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジの４つのレンジからなる車両（第１凹部６１がＰレンジに対応、第２凹部６４がＤレンジに対応）において、例えば実レンジがＮレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＮレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに移行するときＲレンジを通過する際に不意の後進トルクが発生する」、「走行中に突然Ｐレンジに入ることによりパーキングロック機構７０のラチェッティングを引き起こしパーキングロック機構７０が損傷する、もしくは、低速走行中であれば突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り不意の前進トルクが発生する」といった事態を防ぐことができる。また、例えば実レンジがＲレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＲレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに入り突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジに入り車両が逆走する」といった事態を防ぐことができる。
【００７１】
このように、本実施形態によるシフトバイワイヤシステム３は、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能である。また、本実施形態では、アクチュエータ３０の回転位置を検出するのにインクリメンタル型のエンコーダ３４を用いているため、システム全体の構成を簡単にすることができる。よって、シフトバイワイヤシステム３の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、Ｐレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知する通知手段として機能する。本実施形態では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、通知手段により、Ｐレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知することで運転者の混乱を回避できる。
【００７３】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへの切替要求があった場合、『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告する警告手段として機能する。本実施形態では車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、運転者による最初のシフトレンジ切替ではＰレンジまたは「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」への切替要求のみを受け付けるが、このとき、運転者から『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへの切替要求があった場合、警告手段により、『Ｐレンジおよび「第２凹部６４に対応するレンジ（Ｄレンジ）」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告することで運転者の混乱を回避できる。
【００７４】
また、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、記憶手段および電源オン時目標レンジ設定手段として機能する。記憶手段は、車両電源がオフしたときのアクチュエータ３０の状態および実レンジを記憶する。電源オン時目標レンジ設定手段は、車両電源がオンしたとき、記憶手段で記憶されたアクチュエータ３０の状態が「停止状態」であった場合、目標レンジとして「記憶手段で記憶された実レンジ」を設定し、記憶手段で記憶されたアクチュエータ３０の状態が「作動状態」であった場合、目標レンジとして「不定」を設定する。
【００７５】
本実施形態では、電源オン時目標レンジ設定手段によって、車両電源オフ時のアクチュエータ３０の作動状態に基づき、車両電源がオンしたときの目標レンジを設定するため、シフトレンジ切替途中における車両電源瞬断後の電源オン時の目標レンジと実レンジとのアンマッチを防ぐことができる。
【００７６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるシフトバイワイヤシステムの構成部品のうちの１つ（ディテントプレート）を図７に示す。第２実施形態は、物理的な構成としては、ディテントプレートのみが第１実施形態と異なる。
【００７７】
図７に示すように、本実施形態では、ディテントプレート５７は、マニュアルシャフト５１の径方向外側に第１凹部７１、中間凹部７２、中間凹部７３、中間凹部７４、中間凹部７５、第２凹部７６を有している。第１凹部７１は、ディテントプレート５７の回転方向の一方側に形成されている。第２凹部７６は、ディテントプレート５７の回転方向の他方側に形成されている。中間凹部７２〜７５は、第１凹部７１と第２凹部７６との間に形成されている。
【００７８】
本実施形態では、第１凹部７１は、自動変速機２０のシフトレンジである「Ｐレンジ」に対応して形成されている。また、第１凹部７１は、第２凹部７６とは反対側に第１壁７７を有している。中間凹部７２は、「Ｒレンジ」に対応して形成されている。中間凹部７３は、「Ｎレンジ」に対応して形成されている。中間凹部７４は、「Ｄレンジ」に対応して形成されている。中間凹部７５は、自動変速機２０の前進用レンジのうちのセカンドレンジである「２レンジ」に対応して形成されている。第２凹部７６は、自動変速機２０の前進用レンジのうちの最低速段レンジである「Ｌレンジ」に対応して形成されている。また、第２凹部７６は、第１凹部７１とは反対側に第２壁７８を有している。
【００７９】
このように、本実施形態は、自動変速機のシフトレンジが「Ｐレンジ」、「Ｒレンジ」、「Ｎレンジ」、「Ｄレンジ」、「２レンジ」、「Ｌレンジ」の６つのレンジからなる車両に適用される例を示している。
本実施形態では、図７に示すようにシフトレンジが「Ｐレンジ」側から「Ｌレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、正回転方向と定義している。一方、シフトレンジが「Ｌレンジ」側から「Ｐレンジ」側へ切り替わるときにアクチュエータ３０の減速部３３が回転する方向を、逆回転方向と定義している。
【００８０】
図７に示すように、本実施形態では、ディテントプレート５７の回転可能範囲は、第１壁７７とディテントローラ５３とが当接する位置から、第２壁７８とディテントローラ５３とが当接する位置までの範囲となる。ただし、図７に示す回転可能範囲はディテントローラ５３との関係におけるディテントプレート５７の回転可能範囲のため、ディテントスプリング５５の撓み量、伸び量、およびマニュアルシャフト５１の捩れ量等を含めると、ディテントプレート５７の絶対的な回転可能範囲は、図７に示す回転可能範囲よりも大きくなる。
【００８１】
本実施形態における第１基準位置および第２基準位置の学習に関する制御、ならびに、その他の制御については、上述の第１実施形態の説明において「Ｄレンジ」を「Ｌレンジ」に、「第１凹部６１」を「第１凹部７１」に、「第２凹部６４」を「第２凹部７６」に読み替えれば、第１実施形態の制御と同様である。
すなわち、本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、アクチュエータ３０の第１基準位置または第２基準位置を学習することにより、予め記憶されている複数の第１所定値または第２所定値と第１基準位置または第２基準位置とに基づき各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジ、および、Ｌレンジ）に対応するアクチュエータ３０の回転位置を演算により求め、当該演算により求めた回転位置となるようアクチュエータ３０を回転させることで、実レンジを所望のシフトレンジに切り替えることができる。
【００８２】
本実施形態では、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジがＰレンジ（第１凹部７１に対応するレンジ）であった場合、第１位置学習手段により第１基準位置を学習する。通常、実レンジがＰレンジのとき、車両は停止した状態であると考えられる。そのため、このとき、例えば車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第１基準位置の学習が開始されても実レンジはＰレンジのまま（車両は停止状態を維持したまま）なので、安全に、第１基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００８３】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＬレンジのとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」であった場合、第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。通常、実レンジが「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」のときは車両は走行（前進）状態であると考えられる。そのため、このとき、車両電源が瞬断した後に車両電源がオンすることで第２基準位置の学習が開始されても、実レンジはＬレンジのまま（車両は走行状態を維持したまま）なので、安全に、第２基準位置を学習でき、通常の制御状態に復帰することができる。
【００８４】
また、ＳＢＷ−ＥＣＵ１３は、例えば実レンジがＰレンジまたはＬレンジ以外のとき車両電源がオフし、その後車両電源がオンしたとき、目標レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、アクチュエータ３０を駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持する。そして、運転者による最初のシフトレンジ切替では、Ｐレンジまたは「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じアクチュエータ３０の回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、前記切替要求がＰレンジへの切替要求であった場合は第１位置学習手段により第１基準位置を学習し、前記切替要求が「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」への切替要求であった場合は第２位置学習手段により第２基準位置を学習する。
【００８５】
上記構成により、本実施形態では、車両電源が瞬断する前の実レンジが『Ｐレンジおよび「第２凹部７６に対応するレンジ（Ｌレンジ）」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合は、瞬断後の電源復帰時、第１基準位置または第２基準位置の学習を行うことなく、瞬断前の実レンジを維持する。そのため、自動変速機２０のシフトレンジがＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジおよびＬレンジの６つのレンジからなる車両（第１凹部７１がＰレンジに対応、第２凹部７６がＬレンジに対応）において、例えば実レンジがＮレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＮレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに移行するときＲレンジを通過する際に不意の後進トルクが発生する」、「走行中に突然Ｐレンジに入ることによりパーキングロック機構７０のラチェッティングを引き起こしパーキングロック機構７０が損傷する、もしくは、低速走行中であれば突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジ（２レンジ、Ｌレンジ）に入り不意の前進トルクが発生する」といった事態を防ぐことができる。また、例えば実レンジがＲレンジのときに車両電源の瞬断が生じた場合、電源復帰後においても実レンジがＲレンジに維持されるため、「第１基準位置の学習を行おうとして実レンジがＰレンジに入り突然車両が停止（Ｐロック）する」あるいは「第２基準位置の学習を行おうとして実レンジがＤレンジ（２レンジ、Ｌレンジ）に入り車両が逆走する」といった事態を防ぐことができる。
このように、本実施形態によるシフトバイワイヤシステムは、第１実施形態と同様、車両電源が瞬断しても安全に通常の制御状態に復帰可能である。
【００８６】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、第１凹部がＰレンジに対応し、第２凹部が「Ｄレンジまたは最低速段レンジ（Ｌレンジ等）」に対応し、中間凹部がＲレンジおよびＮレンジに対応するのであれば、中間凹部は、いくつ形成されていてもよい。すなわち、本発明を適用可能な自動変速機のレンジの数は、４つまたは６つに限らない。
【００８７】
上述の実施形態では、通知手段および警告手段により、運転者に対し通知および警告を行う例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、通知手段および警告手段のいずれか一方により、運転者に対し通知または警告のいずれか一方を行うこととしてもよい。あるいは、通知および警告のいずれも行わないこととしてもよい。
【００８８】
また、本発明の他の実施形態では、通知手段または警告手段のいずれか一方のみ備えることとしてもよい。あるいは、通知手段および警告手段のいずれも備えないこととしてもよい。
本発明によるシフトバイワイヤシステムは、無段変速機（ＣＶＴ）、およびＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの４ポジションを切り替えるＨＶ（ハイブリッド車）の自動変速機（Ａ／Ｔ）等のレンジ切替に用いることもできる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
３ ・・・・・・・シフトバイワイヤシステム
１３ ・・・・・・ＳＢＷ−ＥＣＵ（制御部、目標レンジ決定手段、第１位置学習手段、第２位置学習手段）
２０ ・・・・・・自動変速機
３０ ・・・・・・アクチュエータ
３４ ・・・・・・エンコーダ
４５ ・・・・・・レンジセレクタ（シフト選択手段）
５２、５７ ・・・ディテントプレート
５３ ・・・・・・ディテントローラ（規制部）
５５ ・・・・・・ディテントスプリング
６１、７１ ・・・第１凹部
６２、６３、７２、７３、７４、７５ ・・・中間凹部
６４、７６ ・・・第２凹部
６５、７７ ・・・第１壁
６６、７８ ・・・第２壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、
電力により回転するモータ部、当該モータ部の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダ、および、前記モータ部の回転を減速して出力する減速部を有するアクチュエータと、
前記減速部に接続するよう設けられることで前記アクチュエータにより回転駆動され、回転方向の一方側に形成される第１凹部、回転方向の他方側に形成される第２凹部、および、前記第１凹部と前記第２凹部との間に形成される複数の中間凹部を有するディテントプレートと、
規制部を有し、当該規制部が前記第１凹部、前記複数の中間凹部または前記第２凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制することにより、前記自動変速機のシフトレンジを固定可能なディテントスプリングと、
前記シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する目標レンジ決定手段を有し、前記自動変速機のシフトレンジが、前記目標レンジ決定手段により決定された前記目標レンジとなるよう前記アクチュエータの回転を制御する制御部と、を備え、
前記第１凹部は、駐車用のレンジであるＰレンジに対応するとともに、前記第２凹部とは反対側に第１壁を有し、
前記第２凹部は、前進用のレンジである「Ｄレンジまたは最低速段レンジ」に対応するとともに、前記第１凹部とは反対側に第２壁を有し、
前記複数の中間凹部は、それぞれ、後進用のレンジであるＲレンジ、中立のレンジであるＮレンジ、または、「前記最低速段レンジ以外の前記前進用のレンジ」に対応し、
前記制御部は、
前記第１壁に前記規制部が当接することによって前記アクチュエータの回転が規制される方向に前記アクチュエータを回転させ、このとき前記エンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最小値または最大値が所定時間変化しない状態を検出することにより、前記Ｐレンジに対応する前記アクチュエータの第１基準位置を学習する第１位置学習手段、および、
前記第２壁に前記規制部が当接することによって前記アクチュエータの回転が規制される方向に前記アクチュエータを回転させ、このとき前記エンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最大値または最小値が所定時間変化しない状態を検出することにより、前記Ｄレンジまたは前記最低速段レンジに対応する前記アクチュエータの第２基準位置を学習する第２位置学習手段、を有し、
車両電源がオンしたとき、
前記目標レンジが前記Ｐレンジであった場合、前記第１位置学習手段により前記第１基準位置を学習し、
前記目標レンジが「前記第２凹部に対応するレンジ」であった場合、前記第２位置学習手段により前記第２基準位置を学習し、
前記目標レンジが『前記Ｐレンジおよび「前記第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、
前記アクチュエータを駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持し、運転者による最初のシフトレンジ切替では、前記Ｐレンジまたは「前記第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じ前記アクチュエータの回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、
前記切替要求が前記Ｐレンジへの切替要求であった場合は前記第１位置学習手段により前記第１基準位置を学習し、
前記切替要求が「前記第２凹部に対応するレンジ」への切替要求であった場合は前記第２位置学習手段により前記第２基準位置を学習することを特徴とするシフトバイワイヤシステム。
【請求項２】
前記Ｐレンジまたは「前記第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項３】
『前記Ｐレンジおよび「前記第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへの切替要求があった場合、『前記Ｐレンジおよび「前記第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告する警告手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項４】
前記制御部は、
車両電源がオフしたときの前記アクチュエータの状態および実レンジを記憶する記憶手段、ならびに、
車両電源がオンしたとき、前記記憶手段で記憶された前記アクチュエータの状態が「停止状態」であった場合、前記目標レンジとして「前記記憶手段で記憶された実レンジ」を設定し、前記記憶手段で記憶された前記アクチュエータの状態が「作動状態」であった場合、前記目標レンジとして「不定」を設定する電源オン時目標レンジ設定手段、をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項１】
車両の運転者により操作されるシフト選択手段からの信号に応じて自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムであって、
電力により回転するモータ部、当該モータ部の回転に応じてパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダ、および、前記モータ部の回転を減速して出力する減速部を有するアクチュエータと、
前記減速部に接続するよう設けられることで前記アクチュエータにより回転駆動され、回転方向の一方側に形成される第１凹部、回転方向の他方側に形成される第２凹部、および、前記第１凹部と前記第２凹部との間に形成される複数の中間凹部を有するディテントプレートと、
規制部を有し、当該規制部が前記第１凹部、前記複数の中間凹部または前記第２凹部に嵌り込むことで前記ディテントプレートの回転を規制することにより、前記自動変速機のシフトレンジを固定可能なディテントスプリングと、
前記シフト選択手段からの信号に基づき目標レンジを決定する目標レンジ決定手段を有し、前記自動変速機のシフトレンジが、前記目標レンジ決定手段により決定された前記目標レンジとなるよう前記アクチュエータの回転を制御する制御部と、を備え、
前記第１凹部は、駐車用のレンジであるＰレンジに対応するとともに、前記第２凹部とは反対側に第１壁を有し、
前記第２凹部は、前進用のレンジである「Ｄレンジまたは最低速段レンジ」に対応するとともに、前記第１凹部とは反対側に第２壁を有し、
前記複数の中間凹部は、それぞれ、後進用のレンジであるＲレンジ、中立のレンジであるＮレンジ、または、「前記最低速段レンジ以外の前記前進用のレンジ」に対応し、
前記制御部は、
前記第１壁に前記規制部が当接することによって前記アクチュエータの回転が規制される方向に前記アクチュエータを回転させ、このとき前記エンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最小値または最大値が所定時間変化しない状態を検出することにより、前記Ｐレンジに対応する前記アクチュエータの第１基準位置を学習する第１位置学習手段、および、
前記第２壁に前記規制部が当接することによって前記アクチュエータの回転が規制される方向に前記アクチュエータを回転させ、このとき前記エンコーダから出力されたパルス信号のカウント値の最大値または最小値が所定時間変化しない状態を検出することにより、前記Ｄレンジまたは前記最低速段レンジに対応する前記アクチュエータの第２基準位置を学習する第２位置学習手段、を有し、
車両電源がオンしたとき、
前記目標レンジが前記Ｐレンジであった場合、前記第１位置学習手段により前記第１基準位置を学習し、
前記目標レンジが「前記第２凹部に対応するレンジ」であった場合、前記第２位置学習手段により前記第２基準位置を学習し、
前記目標レンジが『前記Ｐレンジおよび「前記第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジ、あるいは不定であった場合、
前記アクチュエータを駆動しないことにより、そのときの実レンジを維持し、運転者による最初のシフトレンジ切替では、前記Ｐレンジまたは「前記第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け、当該切替要求に応じ前記アクチュエータの回転を制御しシフトレンジを切り替えるとともに、
前記切替要求が前記Ｐレンジへの切替要求であった場合は前記第１位置学習手段により前記第１基準位置を学習し、
前記切替要求が「前記第２凹部に対応するレンジ」への切替要求であった場合は前記第２位置学習手段により前記第２基準位置を学習することを特徴とするシフトバイワイヤシステム。
【請求項２】
前記Ｐレンジまたは「前記第２凹部に対応するレンジ」への切替要求のみを受け付け可能であることを運転者に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項３】
『前記Ｐレンジおよび「前記第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへの切替要求があった場合、『前記Ｐレンジおよび「前記第２凹部に対応するレンジ」』以外のレンジへは切替不可であることを運転者に警告する警告手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のシフトバイワイヤシステム。
【請求項４】
前記制御部は、
車両電源がオフしたときの前記アクチュエータの状態および実レンジを記憶する記憶手段、ならびに、
車両電源がオンしたとき、前記記憶手段で記憶された前記アクチュエータの状態が「停止状態」であった場合、前記目標レンジとして「前記記憶手段で記憶された実レンジ」を設定し、前記記憶手段で記憶された前記アクチュエータの状態が「作動状態」であった場合、前記目標レンジとして「不定」を設定する電源オン時目標レンジ設定手段、をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトバイワイヤシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０７６５５（Ｐ２０１２−１０７６５５Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５５１９４（Ｐ２０１０−２５５１９４）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]